WO2014033162A1 - Dickstoffpumpe zur erzeugung eines kontinuierlichen dickstoffstroms sowie verfahren zum betrieb einer dickstoffpumpe zur erzeugung eines kontinuierlichen dickstroffstroms - Google Patents

Dickstoffpumpe zur erzeugung eines kontinuierlichen dickstoffstroms sowie verfahren zum betrieb einer dickstoffpumpe zur erzeugung eines kontinuierlichen dickstroffstroms Download PDF

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suction
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Gerhard Hudelmaier
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Hudelmaier, Götz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • Y10T137/85978—With pump
    • Y10T137/86131—Plural

Definitions

  • the invention relates to a slurry pump for generating a continuous thick material flow, and a method for operating a slurry pump for generating a continuous thick material flow.
  • Suction operation alternating pumping units, a delivery line, a suction line with a connected thereto, separate from the pumping units boost pressure device for actively effecting a thick matter compression and a switching device for switching between the pumping units.
  • boost pressure device for actively effecting a thick matter compression
  • a switching device for switching between the pumping units.
  • a pump unit is connected in pumping operation with the delivery line and a pump unit in the suction with the suction line and the boost pressure compensates for the loss of effect of the sucking cylinder and compacts the thick matter. In this way, the changeover process is bridged and thus prevents an interruption of the pumping operation.
  • Such a thick matter pump is described, for example, in EP 1235 982 A1 or EP 1 599 672 A1. From the input end of the delivery line to its output end, a continuous, directed thick matter flow is generated in such pumps. This represents a considerable technical advance, as compared to the previous solutions energy savings and a significant reduction in performance requirements are recorded. In addition, wear, especially in the piping, is dramatically reduced.
  • the thick substances to be pumped do not remain in the pumping system, at least during long interruptions of the pumping process. Often these are dispersions of water that dry out and stiffen. In most cases, concrete is pumped. The admixed cement and the water enter into a chemical reaction, which causes the thick matter to harden after a short time. Therefore, during a longer break or at the end of the pumping period, the concrete must be removed from the entire system, from the suction line to the end of the delivery line.
  • the sludge pump for generating a continuous slurry flow comprises at least two pumping units in the pumping and suction alternating, a suction line with a separate from the pumping units charge pressure device for actively effecting a thick matter compression, a delivery line and a switching device for switching between the pumping units, wherein in one first operating state through the
  • Switching at least one first pump unit in pumping operation with the delivery line and at least one second pump unit is connected in suction with the suction line.
  • At least one first pump unit in a second operating state by the switching device, is in suction operation with the delivery line and at least one second
  • the first operating state is understood to be the operating state in which thick matter is pumped through the delivery line in the direction of its outlet end. This is the regular one
  • the second operating state is the operating state in which the delivery line is emptied.
  • the delivery line by reversing the switching device through the two
  • the position of a slider of the switching device for reversing between the first and the second operating state is reversible.
  • the reversed operation of the slider of the switching device so one in the second
  • Gate valve is connectable to a reservoir.
  • the boost pressure device preferably comprises a drive cylinder / delivery cylinder unit.
  • the boost pressure device can be ineffective switchable, that the piston of the
  • the thick matter content of the delivery line, the pump units and the suction line can be pumped into a storage container.
  • a line extension can be connected, preferably within a storage container.
  • the content of the delivery line can be pumped via the line extension.
  • Figure 1 schematically shows a slurry pump of the present disclosure in the first
  • Figure 2 shows schematically the thick matter pump of Figure 1 in the second operating state
  • FIG 3 shows schematically the thick matter pump of Figure 1 of an alternative embodiment of the second operating state
  • Figure 4 shows schematically the use of a sludge pump in the fight against a
  • Figure 1 is a thick matter pump in the first operating state, that is normally at
  • FIG. 1 is a pumping device for generating a continuous thick matter Ström it shown.
  • a first pump unit 1 is connected via a switching device 7 with a delivery line 5.
  • a second pump unit 2 is connected to the suction line 4 and a charge pressure device 3 attached thereto.
  • the necessary connections of the pumping units 1, 2 can be made alternately via the respective position of a slide 17 of the switching device 7.
  • a likewise flanged to the suction line 4 reservoir 9 is by means of a
  • Gate valve 8 can be separated from the suction line 4.
  • the delivery line 5 is typically a delivery line system consisting of a piping, a distribution boom or permanently installed lines at a construction site.
  • the first pump unit 1 pushes thick matter in the delivery line 5. With open slide 8 suck the second pump unit 2 and the boost pressure device 3 thick matter from the reservoir 9 until the piston of the delivery cylinder 12 of the sucking pump unit 2 passes over the switching point 10.
  • the switching point 10 causes the closing of the slide 8 and sets the fully filled
  • Boost pressure device 3 in progress, which presses so long against the closed gate valve 8 and thus in the sucking pump unit 2 until it is largely or completely filled, the thick material contained therein is compressed and the delivery piston 12 has reached its end position with the switching point 1 1 , By this switching point 1 1, the switching device 7 is actuated.
  • the first pump unit 1 is now connected to the suction line 4 and the second pump unit 2 to the delivery line 5.
  • the boost pressure device 3 presses further, directly into the delivery line 5 in order to close a resulting delivery gap.
  • the gate valve 8 opens.
  • the boost pressure device 3 is switched over and draws thick matter from the reservoir 9 together with the pump unit 2 which is then in suction mode.
  • the boost pressure device 3 accordingly purifies the interruptions of the thick matter stream, so that a continuous flow of thick matter in one direction, namely the conveying direction, is produced.
  • FIG. 2 shows the thick matter pump of FIG. 1 in the second operating state, which is used for emptying the delivery line 5 or for applying an oscillating thick matter
  • Delivery line 5 is used.
  • Suction is located, connected to the delivery line 5.
  • the second pump unit 2 which is in pumping operation, is connected to the suction line 4 accordingly.
  • the gate valve 8 In order for the high-solids content in the second pump unit 2 to reach the storage container 9 via the suction line 4, the gate valve 8 must be open.
  • the boost pressure device 3 must be switched ineffective for an efficient operation of the slurry pump in the second operating state together with the reversal of the switching device 7.
  • Delivery cylinder 3 of the boost pressure device to move to the output end 18 and is held there during operation of the thick matter pump in the second operating state to close the output end 18 of the delivery cylinder of the boost pressure device 3.
  • the boost pressure device 3 ineffective.
  • the delivery cylinder of the boost pressure device 3 is emptied and must at
  • the switching device 7 continues to operate analogously, only just about 180 ° out of phase with respect to their operation in the first operating state. Accordingly, in the next work cycle, the second pump unit 2, which is then in the suction mode, is now connected to the delivery line 5.
  • Pumping unit 1 which is in pumping operation, is correspondingly connected to the suction line 4. In this way, the entire delivery line 5 can be pumped out.
  • the inlet opening of the suction line 4 in the reservoir 9 has a connection 15 for an extension line 16, via which the contents of the conveying line 5 can be forwarded, e.g. in a truck mixer or a recycling plant.
  • the lifting of the effect of the boost pressure device 3 is accomplished via switching elements. These can be operated mechanically, hydraulically, pneumatically or electrically and also by light and magnetic waves. In some cases, it may be useful to interrupt the signals to actuate the switching elements.
  • the pumping system 1, 2, 3 including the suction line 4 and the delivery line 5 must be emptied during longer interruptions or at the end of the pumping operation. If this is not possible via the output end of the delivery line 5, the contents of the pumping system, including the delivery line, must be able to be pumped at least into the storage container 9. Is the thick matter volume in the system of delivery line 5, pumping system 1, 2, 3 and suction line 4 is not too large, the reservoir 9 is usually able to absorb the amount. There, the thick matter can remain for a short time, be treated or disposed of from there.
  • an extension 16 are attached, which allows to pump the contents into a larger vessel, such as a provided truck mixer.
  • a vessel such as a provided truck mixer.
  • stoppers a continuous flow of thick matter is a hindrance, requiring short-term switching from pumping to suction operation and vice versa, ie a short changeover from the first operating state to the second, and vice versa 1, 2 be switched to the delivery line 5 or the suction line 4, without being influenced by the effect of the boost pressure device 3.
  • a short-term switching of the pump units 1, 2 must be possible in each position of the pistons 12, 13 in the delivery cylinders.
  • the switching device 7 maintains its position and phase as in the first operating state.
  • the operation of the pumping units 1, 2 reversed in the second operating state compared to the first operating state or by approx. 180 °
  • the second pump unit 2 is correspondingly offset by the reversal in the suction operation and remains connected to the delivery line 5, whereby it is sucked.
  • the thick material in the second pumping unit 2 also passes via the suction line 4 and the opened slide 8 into the reservoir 9.
  • the boost pressure device 3 is switched ineffective, preferably characterized in that the delivery piston 13 of the boost pressure device to the output end 18 of
  • Transfer cylinder of the boost pressure device 3 is moved and held there in the second operating state to close the output end 18.
  • FIG 4 is a schematic use of a mobile slurry pump in the fight against a major fire in an industrial plant or in the cooling of a damaged electricity power plant shown.
  • the mobile slurry pump it is important to apply as much extinguishing agent and / or coolant in a short time targeted to the fire and / or the area to be cooled, without causing people to be endangered.
  • the use of mobile slurry pump for such applications is therefore useful because the mast of mobile slurry pump is selectively movable and the outlet of the extinguishing agent and / or cooling medium at the end of the mast is widely spaced from the respective operator of the mobile slurry pump.
  • a further line 26 a for connection to a further spaced apart extinguishing agent reservoir and / or coolant reservoir 26 are connected.
  • the slurry pump can be used in this way as an extended use for deleting burning objects or for cooling objects to be cooled, where it can output an uninterrupted jet and a high volume with sufficient accuracy.
  • the volume flow achieved here is due to the construction of the slurry pump with the boost pressure device 3 evenly and significantly higher - up to 50% - than in a same-sized device without boost pressure device. Furthermore, a higher accuracy can be achieved by the constant flow, since the mast performs no unpredictable swaying movements.
  • a coolant is sprayed on here, for example on a damaged power plant, then this coolant often has to be sucked off again.
  • the coolant or extinguishing agent accumulates typically on the ground, in sinks or in underlying chambers.
  • the coolant can be loaded with different substances, for example with radioactive isotopes or dissolved by the coolant material. Furthermore, when sucking sand, wall parts or other solids and floating bodies are sucked.
  • the thick matter pump proposed here can pump off the coolant loaded with the respective substances, in particular the pollutants and the solids and suspended matter, via the mast of the mobile slurry pump.
  • the loaded coolant is pumped by means of the extension line 15 also connected to line 25a in a wastewater reservoir 25.
  • the respective operator does not come into contact with the wastewater.
  • Extinguishing agent reservoir 26 is achieved in the embodiment shown by corresponding slide 24, which leave only one line 25a, 26a opened. Due to the insensitivity of the thick matter pump against the respective liquid promoted suspended matter and a multiple use of the respective cooling liquids is conceivable to reduce the total volume of the loaded material. For this purpose, it is then possible alternately to supply liquid from the two reservoirs 25, 26 and to pump it out again.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms, mit mindestens zwei sich im Pump- und Saugbetrieb abwechselnde Pumpeinheiten (1, 2), einer Saugleitung (4) mit einer von den Pumpeinheiten getrennt wirkenden Ladedruckeinrichtung (3) zum aktiven Bewirken einer Dickstoffverdichtung, einer Förderleitung (5) und einer Umschalteinrichtung (7) zum Umschalten zwischen den Pumpeinheiten (1, 2) wobei in einem ersten Betriebszustand zum Fördern des Dickstoffs durch die Umschalteinrichtung (7) mindestens eine erste Pumpeinheit (1) im Pumpbetrieb mit der Förderleitung (5) und mindestens eine zweite Pumpeinheit (2) im Saugbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden ist, wobei in einem zweiten Betriebszustand durch die Umschaltvorrichtung (7) mindestens eine erste Pumpeinheit (1) im Saugbetrieb mit der Förderleitung (5) und mindestens eine zweite Pumpeinheit (2) im Pumpbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden ist, sowie die Ladedruckeinrichtung (3) wirkungslos geschaltet ist.

Description

Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms sowie Verfahren zum Betrieb einer Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms. Stand der Technik
Eine Dickstoffpumpe gemäß dem Stand der Technik besteht aus zwei sich im Pump- und
Saugbetrieb abwechselnden Pumpeinheiten, einer Förderleitung, einer Saugleitung mit einer daran angeschlossenen, von den Pumpeinheiten getrennt wirkenden Ladedruckeinrichtung zur aktiven Bewirkung einer Dickstoffverdichtung und einer Umschalteinrichtung zum Umschalten zwischen den Pumpeinheiten. Zur Förderung des Dickstoffs durch die Förderleitung wird eine Pumpeinheit im Pumpbetrieb mit der Förderleitung und eine Pumpeinheit im Saugbetrieb mit der Saugleitung verbunden und die Ladedruckeinrichtung gleicht den Wirkverlust des saugenden Zylinders aus und verdichtet den Dickstoff. Auf diese Weise wird der Umstellvorgang überbrückt und so eine Unterbrechung des Pumpvorgangs vermieden.
Eine solche Dickstoffpumpe ist beispielsweise in der EP 1235 982 A1 oder der EP 1 599 672 A1 beschrieben. Vom Eingangsende der Förderleitung bis zu deren Ausgangsende wird bei solchen Pumpen ein kontinuierlicher, gerichteter Dickstoffstrom erzeugt. Das bedeutet einen beachtlichen technischen Fortschritt, da gegenüber den bisherigen Lösungen Energieersparnisse sowie eine beträchtliche Reduzierung der Leistungsanforderungen zu verzeichnen sind. Darüber hinaus vermindert sich der Verschleiß, vor allem in den Rohrleitungen, dramatisch.
Schließlich fällt die Beschleunigungsarbeit weg, die bei herkömmlichen Pumpen bis zu 30 Mal in der Minute aufgewendet werden muss, um die beträchtlichen Lasten in den Leitungen zu überwinden.
Von nicht geringer Bedeutung ist auch die Tatsache, dass auf die an die Pumpe angeschlossenen Leitungen und Leitungsträger wirkenden Be- und Entlastungen wegfallen, die unkontrollierte Bewegungen und Schwingungen verursachen und dadurch zu Arbeitsunsicherheiten und zu vorzeitigen Materialermüdungen führen.
Die zu verpumpenden Dickstoffe können in der Regel, zumindest bei langen Unterbrechungen des Pumpvorganges, nicht im Pumpsystem verbleiben. Oft sind dies Dispersionen mit Wasser, die austrocknen und versteifen. In den allermeisten Fällen wird Beton verpumpt. Der beigemischte Zement und das Wasser gehen eine chemische Reaktion ein, die den Dickstoff schon nach kurzer Zeit erhärten lässt. Deshalb muss während längerer Unterbrechung oder am Ende der Pumpzeit der Beton aus dem gesamten System entfernt werden, von der Saugleitung bis zum Ende der Förderleitung.
In den bekannten Dickstoffpumpen geschieht diese Entleerung der Förderleitung indem ein Trennelement, z.B. ein dichtender Gummiball, in die Förderleitung eingeführt wird, hinter welchem eine Wassersäule oder ein Druckluftpolster mittels der Pumpeinheit in Richtung Ausgang der Förderleitung nachgedrückt wird, so dass der Inhalt darüber entleert und die Leitung gesäubert werden kann. Die notwendige Entsorgung des Beton-Wasser-Gemischs am Ausgangsende der Förderleitung kann jedoch unerwünscht sein. In diesen Fällen ist dann der Einsatz des genannten, ansonsten sehr vorteilhaften Dickstoffpumpensystems nicht ohne weiteres möglich.
Eine andere Problemstellung ergibt sich auch aus der Eigenart des Dickstoffes Beton. Damit Beton verpumpbar ist, müssen geeignete Rezepturen eingehalten werden. Trotzdem finden
Entmischungen statt, so dass Teilvolumen die Zusammensetzung nicht mehr wiedergeben.
Verdichtungen und Verkeilungen des Materials führen zu„Stopfern". Für den praktischen Einsatz ist eine Beherrschung solcher Probleme, vor allem beim Verpumpen von Beton, unverzichtbar.
Zusammenfassung der Offenbarung
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das beschriebene Pumpsystem so weiter zu entwickeln, dass die oben genannten Probleme überwunden werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Dickstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gattungsgemäß umfasst die Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms mindestens zwei sich im Pump- und Saugbetrieb abwechselnde Pumpeinheiten, eine Saugleitung mit einer von den Pumpeinheiten getrennt wirkenden Ladedruckeinrichtung zum aktiven Bewirken einer Dickstoffverdichtung, eine Förderleitung und eine Umschalteinrichtung zum Umschalten zwischen den Pumpeinheiten, wobei in einem ersten Betriebszustand durch die
Umschalteinrichtung mindestens eine erste Pumpeinheit im Pumpbetrieb mit der Förderleitung und mindestens eine zweite Pumpeinheit im Saugbetrieb mit der Saugleitung verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist in einem zweiten Betriebszustand durch die Umschaltvorrichtung mindestens eine erste Pumpeinheit im Saugbetrieb mit der Förderleitung und mindestens eine zweite
Pumpeinheit im Pumpbetrieb mit der Saugleitung verbunden, und die Ladedruckeinrichtung wirkungslos geschaltet ist.
Unter dem ersten Betriebszustand wird der Betriebszustand verstanden, in welchem Dickstoff durch die Förderleitung in Richtung deren Ausgangsende gepumpt wird. Dies ist der reguläre
Pumpbetrieb, in welchem das Dickstoffvolumen, beispielsweise das Betonvolumen, an seinen Bestimmungsort verpumpt wird.
Der zweite Betriebszustand ist der Betriebszustand, in welchem die Förderleitung entleert wird. Hier wird die Förderleitung durch das Reversieren der Umschaltvorrichtung durch die beiden
Pumpvorrichtungen entleert. Insbesondere wird die Förderleitung leer gepumpt. Ein Hin- und Herschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand kann auch einen„Stopfer" in der Förderleitung lockern und so den regulären Pumpbetrieb im ersten Betriebszustand wieder ermöglichen. Erfindungsgemäß ist es im zweiten Betriebszustand von Bedeutung, dass die Ladedruckeinrichtung wirkungslos geschaltet ist, um ein problemloses Reversieren der Pumpwirkung zu ermöglichen.
Bevorzugt ist die Stellung eines Schiebers der Umschalteinrichtung zum Umsteuern zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand umsteuerbar. Mit anderen Worten kann durch den reversierten Betrieb des Schiebers der Umschaltvorrichtung, also einem im zweiten
Betriebszustand um 180° phasenverschobenen Betrieb gegenüber dem ersten Betriebszustand, die Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen erreicht werden. Dabei ist im zweiten Betriebszustand jedoch die Ladedruckeinrichtung wirkungslos geschaltet, wohingegen sie im ersten Betriebszustand zum aktiven Bewirken der Dickstoffverdichtung verwendet wird.
Bevorzugt ist zum Umsteuern zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand die
Laufrichtung mindestens einer ersten und einer zweiten Pumpeinheit umschaltbar, wobei die Umsteuerung bevorzugt durch Umschalten der Laufrichtung der jeweiligen Antriebszylinder der jeweiligen Pumpeinheiten durchführbar ist.
Effizient ist es, die Ladedruckeinrichtung durch Verbindung mit einem Vorratsbehälter wirkungslos schaltbar auszubilden, wobei die Ladedruckeinrichtung bevorzugt durch Öffnen eines
Absperrschiebers mit einem Vorratsbehälter verbindbar ist.
Bevorzugt umfasst die Ladedruckeinrichtung eine Antriebszylinder-/Förderzylindereinheit.
Die Ladedruckeinrichtung kann dadurch wirkungslos schaltbar sein, dass der Kolben des
Förderzylinders der Ladedruckeinrichtung dessen Ausgangsende verschließt und im zweiten Betriebszustand dort verbleibt. Auf diese Weise wird verhindert, dass im zweiten Betriebszustand die Ladedruckeinrichtung die Pumpeffizienz herabsetzt.
Bevorzugt sind mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch bestätigbare Schaltelemente zur Beeinflussung der Funktion der Pumpeinheiten und der Ladedruckeinrichtung vorgesehen, wobei die Signale zur Betätigung der Schaltelemente bevorzugt unterbrechbar sind.
Bevorzugt ist im zweiten Betriebszustand der Dickstoffinhalt der Förderleitung, der Pumpeinheiten und der Saugleitung in einen Vorratsbehälter verpumpbar. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Entleerung des Systems in einen einfach zugänglichen Bereich erreicht werden An das Eingangsende der Saugleitung ist eine Leitungsverlängerung anschließbar, bevorzugt innerhalb eines Vorratsbehälters. Dabei ist bevorzugt im zweiten Betriebszustand der Inhalt der Förderleitung über die Leitungsverlängerung verpumpbar ist.
Im Notbetrieb ist mit Vorteil eine erste Pumpeinheit im Pumpbetrieb mit der Förderleitung und eine zweite Pumpeinheit im Saugbetrieb mit der Saugleitung verbindbar, ohne die Wirkung der Ladedruckeinrichtung zuzuschalten. Durch diese Ausbildung der Erfindung kann erreicht werden, dass auch bei Ausfall der Ladedruckeinrichtung ein zuverlässiger Pumpbetrieb erreicht werden kann.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei:
Figur 1 schematisch eine Dickstoffpumpe der vorliegenden Offenbarung im ersten
Betriebszustand zeigt;
Figur 2 schematisch die Dickstoff pumpe der Figur 1 im zweiten Betriebszustand zeigt;
Figur 3 schematisch die Dickstoff pumpe der Figur 1 einer alternativen Ausgestaltung des zweiten Betriebszustands zeigt; und
Figur 4 zeigt schematisch den Einsatz einer Dickstoffpumpe bei der Bekämpfung eines
Brandes. Ausführliche Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder gleiche Bauelemente und auf die wiederholte Beschreibung derer kann verzichtet werden, um Redundanzen zu vermeiden.
In Figur 1 ist eine Dickstoff pumpe im ersten Betriebszustand, also der normalerweise beim
Verpumpen von Beton vorkommenden Situation, dargestellt.
Dabei ist in Figur 1 ist eine Pumpvorrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoff ström es dargestellt. Eine erste Pumpeinheit 1 ist über eine Umschalteinrichtung 7 mit einer Förderleitung 5 verbunden. Eine zweite Pumpeinheit 2 ist mit der Saugleitung 4 und eine daran angebaute Ladedruckeinrichtung 3 verbunden. Die notwendigen Verbindungen der Pumpeinheiten 1 , 2 können alternierend über die jeweilige Position eines Schiebers 17 der Umschalteinrichtung 7 hergestellt werden.
Ein ebenfalls an die Saugleitung 4 angeflanschter Vorratsbehälter 9 ist mittels eines
Absperrschiebers 8 von der Saugleitung 4 abtrennbar.
Die Förderleitung 5 ist typischerweise ein Förderleitungssystem, bestehend aus einer Verrohrung, einem Verteilermast oder fest verlegte Leitungen an einer Baustelle.
Die erste Pumpeinheit 1 drückt Dickstoff in die Förderleitung 5. Bei geöffnetem Schieber 8 saugen die zweite Pumpeinheit 2 und die Ladedruckeinrichtung 3 Dickstoff aus dem Vorratsbehälter 9 an, bis der Kolben des Förderzylinder 12 der saugenden Pumpeinheit 2 den Schaltpunkt 10 überfährt.
Der Schaltpunkt 10 veranlasst das Verschließen des Schiebers 8 und setzt die vollgefüllte
Ladedruckeinrichtung 3 in Gang, die so lange Dickstoff gegen den geschlossenen Absperrschieber 8 und damit in die saugende Pumpeinheit 2 drückt, bis diese weitgehend oder vollständig gefüllt ist, der darin befindliche Dickstoff verdichtet ist und der Förderkolben 12 seine Endlage mit dem Schaltpunkt 1 1 erreicht hat. Durch diesen Schaltpunkt 1 1 wird die Umschalteinrichtung 7 betätigt. Die erste Pumpeinheit 1 wird nun mit der Saugleitung 4 und die zweite Pumpeinheit 2 mit der Förderleitung 5 verbunden.
Während dieser Phase drückt die Ladedruckeinrichtung 3 weiter, direkt in die Förderleitung 5 hinein, um eine entstehende Förderlücke zu schließen.
Sobald die Ladedruckeinrichtung 3 vollständig entleert ist und von dieser der Schaltpunkt 6 überfahren wird, öffnet der Absperrschieber 8. Die Ladedruckeinrichtung 3 wird umgeschaltet und saugt zusammen mit der sich dann im Saugbetrieb befindlichen Pumpeinheit 2 Dickstoff aus dem Vorratsbehälter 9 an. Hier beginnt der beschriebene Arbeitszyklus im ersten Betriebszustand dann wieder von vorne.
Die Ladedruckeinrichtung 3 bereinigt entsprechend die Unterbrechungen des Dickstoffstromes, so dass ein kontinuierlicher Dickstoffstrom in eine Richtung, nämlich die Förderrichtung, erzeugt wird.
Figur 2 zeigt die Dickstoff pumpe der Figur 1 im zweiten Betriebszustand, welcher zur Entleerung der Förderleitung 5 bzw. zum Aufbringen einer oszillierenden Dickstoff beweg ung in der
Förderleitung 5 dient. Die Umschalteinrichtung 7, über welche die Verbindung der Pumpeinheiten 1 , 2 erfolgt ist, wird umgeschaltet bzw. reversiert. Dadurch wird nun die erste Pumpeinheit 1 , welche sich im
Saugbetrieb befindet, mit der Förderleitung 5 verbunden. Die zweite Pumpeinheit 2, welche sich im Pumpbetrieb befindet, wird entsprechend mit der Saugleitung 4 verbunden. Damit der sich in der zweiten Pumpeinheit 2 befindliche Dickstoffinhalt über die Saugleitung 4 in den Vorratsbehälter 9 gelangen kann, muss der Absperrschieber 8 geöffnet sein.
Gleichzeitig muss für einen effizienten Betrieb der Dickstoffpumpe im zweiten Betriebszustand zusammen mit der Umsteuerung der Umschalteinrichtung 7 die Ladedruckeinrichtung 3 wirkungslos geschaltet werden. Dazu wird in der gezeigten Ausführungsform der Förderkolben 14 des
Förderzylinders der Ladedruckeinrichtung 3 an dessen Ausgangsende 18 zu verfahren und wird dort während des Betriebes der Dickstoff pumpe im zweiten Betriebszustand gehalten, um das Ausgangsende 18 des Förderzylinders der Ladedruckeinrichtung 3 zu verschließen. Jedoch wird bereits durch das Öffnen des Absperrschiebers 8 die Ladedruckeinrichtung 3 wirkungslos geschaltet.
Damit ist der Förderzylinder der Ladedruckeinrichtung 3 entleert und muss bei
Reinigungsprozeduren nicht mehr berücksichtigt werden.
Um eine weitere Entleerung der Förderleitung 5 zu erreichen, wird die Umschalteinrichtung 7 analog weiter betrieben, nur eben um ca. 180° phasenverschoben zu deren Betrieb im ersten Betriebszustand. Entsprechend wird im nächsten Arbeitsdurchgang nun die zweite Pumpeinheit 2, welche sich dann im Saugbetrieb befindet, mit der Förderleitung 5 verbunden. Die erste
Pumpeinheit 1 , welche sich im Pumpbetrieb befindet, wird entsprechend mit der Saugleitung 4 verbunden. Auf diese Weise kann die gesamte Förderleitung 5 leergepumpt werden.
Die Eingangsöffnung der Saugleitung 4 im Vorratsbehälter 9 besitzt einen Anschluss 15 für eine Verlängerungsleitung 16, über die der Inhalt der Förderleitung 5 weitergeleitet werden kann, z.B. in einen Fahrmischer oder eine Recyclinganlage.
Die Aufhebung der Wirkung der Ladedruckeinrichtung 3 wird über Schaltelemente bewerkstelligt. Diese können mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch und auch durch Licht und magnetische Wellen betätigt werden. In manchen Fällen kann es sinnvoll sein, die Signale zur Betätigung der Schaltelemente unterbrechbar auszugestalten.
Das Pumpsystem 1 , 2, 3 einschließlich der Saugleitung 4 und der Förderleitung 5 muss bei längeren Unterbrechungen oder zum Ende des Pumpbetriebs entleert werden. Sollte dies nicht über das Ausgangsende der Förderleitung 5 möglich sein, muss der Inhalt des Pumpsystems einschließlich der Förderleitung wenigstens in den Vorratsbehälter 9 verpumpt werden können. Ist das Dickstoffvolumen im System aus Förderleitung 5, Pumpsystem 1 , 2, 3 und Saugleitung 4 nicht zu gross, ist der Vorratsbehälter 9 in der Regel in der Lage, die Menge aufzunehmen. Dort kann der Dickstoff kurzfristig verbleiben, behandelt oder von dort aus entsorgt werden.
Ist das Dickstoffvolumen größer, kann an das Eingangsende 15 der Saugleitung 4 im
Vorratsbehälter 9 eine Verlängerung 16 angebracht werden, die es erlaubt, den Inhalt in ein größeres Gefäß, z.B. einen bereitgestellten Fahrmischer, zu verpumpen. Zum Zwecke des Lösens von sog.„Stopfern" ist ein kontinuierlicher Dickstoffstrom hinderlich. Erforderlich ist ein kurzfristiges Umschalten von Pump- auf Saugbetrieb und umgekehrt, also ein kurzes Umschalten vom ersten Betriebszustand in den zweiten, und umgekehrt. Daher müssen die entsprechenden Verbindungen der Pumpeinheiten 1 , 2 zu der Förderleitung 5 oder der Saugleitung 4 schaltbar sein, ohne von der Wirkung der Ladedruckeinrichtung 3 beeinflusst zu werden.
Ein kurzzeitiges Umschalten der Pumpeinheiten 1 , 2 muss bei jeder Position der Kolben 12, 13 in den Förderzylindern möglich sein.
In einer alternativen Ausführungsform, die in Figur 3 gezeigt ist, behält die Umschalteinrichtung 7 ihre Position und Phase so wie im ersten Betriebszustand bei. Die Umkehr der Funktionen der Pumpeinheiten 1 , 2 erfolgt über die Umstellung der Bewegungsrichtung der Antriebszylinder 21 , 22 der Pumpeinheiten 1 , 2. Mit anderen Worten wird der Betrieb der Pumpeinheiten 1 , 2 im zweiten Betriebszustand gegenüber dem ersten Betriebszustand reversiert bzw. um ca. 180°
phasenverschoben.
Der Inhalt der ersten Pumpeinheit 1 , die sich durch die Umstellung des Betriebes der Pumpeinheit 1 nun im Pumpbetrieb befindet, ist noch mit der Saugleitung 4 verbunden, wodurch der Inhalt durch den geöffneten Absperrschieber 8 wieder in den Vorratsbehälter 9 gedrückt wird.
Die zweite Pumpeinheit 2 wird entsprechend durch die Umsteuerung in den Saugbetrieb versetzt und bleibt mit der Förderleitung 5 verbunden, wodurch diese abgesaugt wird.
Wegen des wechselnden Pump- und Saugbetriebs der Pumpeinheiten 1 , 2 gelangt der in der zweiten Pumpeinheit 2 befindliche Dickstoff über die Saugleitung 4 und den geöffneten Schieber 8 ebenfalls in den Vorratsbehälter 9.
Auch bei diesem Ablauf wird die Ladedruckeinrichtung 3 wirkungslos geschaltet, bevorzugt dadurch, dass der Förderkolben 13 der Ladedruckeinrichtung ans Ausgangsende 18 des
Förderzylinders der Ladedruckeinrichtung 3 verfahren wird und im zweiten Betriebszustand dort gehalten wird, um das Ausgangsende 18 zu verschließen.
In Figur 4 ist schematisch ein Einsatz einer fahrbaren Dickstoff pumpe bei der Bekämpfung eines Großbrandes in einem Industriebetrieb bzw. bei der Kühlung eines havarierten Strom kraftwerkes gezeigt. Bei solchen Einsätzen der fahrbaren Dickstoffpumpe kommt es darauf an, möglichst viel Löschmittel und/oder Kühlflüssigkeit in kürzester Zeit gezielt auf den Brandherd und/oder den zu kühlenden Bereich aufzubringen, ohne dass dabei Menschen gefährdet werden. Der Einsatz der fahrbaren Dickstoffpumpe für solche Einsätze ist daher sinnvoll, weil der Mast der fahrbaren Dickstoffpumpe gezielt verfahrbar ist und der Austrittsort des Löschmittels und/oder Kühlmediums am Ende des Masts von dem jeweiligen Bediener der fahrbaren Dickstoffpumpe weit beabstandet ist.
Entsprechend kann über den Anschluss 15 für die Verlängerungsleitung 16 an diese eine weitere Leitung 26a zur Verbindung mit einem weiter beabstandet angeordneten Löschmittelreservoir und/oder Kühlmittelreservoir 26 verbunden werden. Die Dickstoffpumpe kann auf diese Weise als erweiterte Einsatzmöglichkeit zum Löschen brennender Objekte oder zum Kühlen zu kühlender Objekte eingesetzt werden, wobei sie einen ununterbrochenen Strahl und ein hohes Volumen mit einer ausreichenden Genauigkeit ausgeben kann. Der hier erreichte Volumenstrom ist aufgrund des Aufbaus der Dickstoffpumpe mit der Ladedruckeinrichtung 3 gleichmäßig und deutlich höher - bis zu 50% - als bei einer gleich dimensionierten Vorrichtung ohne Ladedruckeinrichtung. Weiterhin kann durch den konstanten Fluss eine höhere Zielgenauigkeit erreicht werden, da der Mast keine unvorhersehbaren Schwankbewegungen durchführt.
Wird hier ein Kühlmittel, beispielsweise auf ein havariertes Kraftwerk, aufgesprüht, so muss dieses Kühlmittel oftmals auch wieder abgesaugt werden. Das Kühlmittel bzw. das Löschmittel sammelt sich typischer Weise am Boden, in Senken oder in untenliegenden Kammern an. Das Kühlmittel kann dabei mit unterschiedlichen Stoffen belastet sein, beispielsweise mit radioaktiven Isotopen oder mit durch das Kühlmittel aufgelöstem Material. Weiterhin werden beim Absaugen auch Sand, Mauerteile oder andere Fest- und Schwebkörper angesaugt.
Die hier vorgeschlagene Dickstoffpumpe kann das mit den jeweiligen Stoffen, insbesondere den Schadstoffen und den Fest- und Schwebstoffen, belastete Kühlmittel über den Mast der fahrbaren Dickstoffpumpe wieder abpumpen. Insbesondere wird das belastete Kühlmittel mittels der an der Verlängerungsleitung 15 ebenfalls angeschlossenen Leitung 25a in ein Abwasserreservoir 25 verpumpt. Dabei kommt der jeweilige Bediener nicht in Kontakt mit dem Abwasser. Die Umschaltung zwischen dem Abwasserreservoir 25 und dem Kühlmittel- bzw.
Löschmittelreservoir 26 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch entsprechende Schieber 24 erreicht, die jeweils nur eine Leitung 25a, 26a geöffnet lassen. Durch die Unempfindlichkeit der Dickstoffpumpe gegen mit der jeweiligen Flüssigkeit geförderten Schwebstoffen ist auch eine mehrfache Verwendung der jeweiligen Kühlflüssigkeiten denkbar, um das Gesamtvolumen des belasteten Materials zu verringern. Hierzu kann dann abwechselnd Flüssigkeit aus den beiden Reservoirs 25, 26 zugeführt und wieder abgepumpt werden.
Bezugszeichenliste:
(1 ) Erste Pumpeinheit
(2) Zweite Pumpeinheit
(3) Ladedruckeinrichtung
(4) Saugleitung
(5) Förderleitung
(6) Umschaltpunkt der Ladedruckeinrichtung
(7) Umschalteinrichtung
(8) Absperrschieber
(9) Vorratsbehälter
(10) Schaltpunkt der Ladedruckeinrichtung
(1 1 ) Schaltpunkt der Pumpeinheit
(12) Förderkolben einer ersten Pumpeinheit
(13) Förderkolben einer zweiten Pumpeinheit
(14) Förderkolben der Ladedruckeinrichtung
(15) Anschluss für eine Verlängerungsleitung am Eingangsende der Saugleitung (4)
(16) Verlängerungsleitung
(17) Schieber der Umschalteinrichtung (7)
(18) Ausgangsende der Ladedruckeinrichtung
(21 ) Antriebszylinder der Pumpeinheit (1 )
(22) Antriebszylinder der Pumpeinheit (2)
(23) Antriebszylinder der Ladedruckeinrichtung (3)
(24) Schieber zur Umschaltung zwischen den beiden Leitungen (25a) und (26a)
(25) Abwasserreservoir
(25a) Leitung zum Abwasserreservoir (25)
(26) Kühlmittel- / Löschmittelreservoir
(26a) Leitung zum Kühlmittel- / Löschmittelreservoir (26)

Claims

Patentansprüche
1. Dickstoff pumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen Dickstoffstroms, mit mindestens zwei sich im Pump- und Saugbetrieb abwechselnde Pumpeinheiten (1 , 2), einer Saugleitung (4) mit einer von den Pumpeinheiten getrennt wirkenden Ladedruckeinrichtung (3) zum aktiven Bewirken einer Dickstoffverdichtung, einer Förderleitung (5) und einer Umschalteinrichtung (7) zum Umschalten zwischen den Pumpeinheiten (1 , 2), wobei in einem ersten
Betriebszustand durch die Umschalteinrichtung (7) mindestens eine erste Pumpeinheit (1 ) im Pumpbetrieb mit der Förderleitung (5) und mindestens eine zweite Pumpeinheit (2) im Saugbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Betriebszustand durch die Umschaltvorrichtung (7) mindestens eine erste Pumpeinheit (1 ) im Saugbetrieb mit der Förderleitung (5) und mindestens eine zweite Pumpeinheit (2) im Pumpbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden ist und die
Ladedruckeinrichtung (3) wirkungslos geschaltet ist.
2. Dickstoff pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung eines
Schiebers (17) der Umschalteinrichtung (7) zum Umsteuern zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand umsteuerbar ist.
3. Dickstoff pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Umsteuern zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand die Laufrichtung mindestens einer ersten und einer zweiten Pumpeinheit (1 , 2) umschaltbar ist, wobei die Umsteuerung bevorzugt durch Umschalten der Laufrichtung der jeweiligen Antriebszylinder (21 , 22) der jeweiligen Pumpeinheiten (1 , 2) durchführbar ist.
4. Dickstoff pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladedruckeinrichtung (3) durch Verbindung mit einem Vorratsbehälter (9) wirkungslos schaltbar ist, wobei die Ladedruckeinrichtung (3) bevorzugt durch Öffnen eines
Absperrschiebers (8) mit einem Vorratsbehälter (9) verbindbar ist. Dickstoff pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladedruckeinrichtung (3) eine Antriebszylinder-/Förderzylindereinheit umfasst.
Dickstoff pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladedruckeinrichtung (3) dadurch wirkungslos schaltbar ist, dass der Kolben (14) des Förderzylinders der Ladedruckeinrichtung (3) dessen Ausgangsende (18) verschließt.
Dickstoffpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch bestätigbare Schaltelemente zur Beeinflussung der Funktion der Pumpeinheiten (1 , 2) und der Ladedruckeinrichtung (3) vorgesehen sind, wobei die Signale zur Betätigung der Schaltelemente bevorzugt unterbrechbar sind.
Dickstoff pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebszustand der Dickstoffinhalt der Förderleitung (5), der Pumpeinheiten (1 , 2) und der Saugleitung (4) in einen Vorratsbehälter (9) verpumpbar ist.
Dickstoff pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass an das Eingangsende (15) der Saugleitung (4) eine Leitungsverlängerung (16)
anschließbar ist, bevorzugt innerhalb eines Vorratsbehälters (9)
Dickstoff pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten
Betriebszustand der Inhalt der Förderleitung (5) über die Leitungsverlängerung (16) verpumpbar ist.
Dickstoff pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Notbetrieb eine erste Pumpeinheit (1 ) im Pumpbetrieb mit der Förderleitung (5) und eine zweite Pumpeinheit (2) im Saugbetrieb mit der Saugleitung (4) verbindbar ist, ohne die Wirkung der Ladedruckeinrichtung (3) zuzuschalten.
Verfahren zum Betrieb einer Dickstoffpumpe zur Erzeugung eines kontinuierlichen
Dickstoffstroms, mit mindestens zwei sich im Pump- und Saugbetrieb abwechselnde Pumpeinheiten (1 , 2), einer Saugleitung (4) mit einer von den Pumpeinheiten getrennt wirkenden Ladedruckeinrichtung (3) zum aktiven Bewirken einer Dickstoffverdichtung, einer Förderleitung (5) und einer Umschalteinrichtung (7) zum Umschalten zwischen den Pumpeinheiten (1 , 2), wobei in einem ersten Betriebszustand durch die
Umschalteinrichtung (7) mindestens eine erste Pumpeinheit (1 ) im Pumpbetrieb mit der Förderleitung (5) und mindestens eine zweite Pumpeinheit (2) im Saugbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Betriebszustand durch die Umschaltvorrichtung (7) mindestens eine erste Pumpeinheit (1 ) im Saugbetrieb mit der Förderleitung (5) und mindestens eine zweite Pumpeinheit (2) im Pumpbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden wird und die
Ladedruckeinrichtung (3) wirkungslos geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umsteuern zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand die Stellung eines Schiebers (17) der Umschalteinrichtung (7) umgesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (17) im zweiten Betriebszustand reversiert, bevorzugt um 180° phasenverschoben, zu der jeweiligen Stellung im ersten Betriebszustand betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umsteuern zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand die Laufrichtung mindestens einer ersten und einer zweiten Pumpeinheit (1 , 2) umgeschaltet wird, wobei bevorzugt die Laufrichtung der jeweiligen Antriebszylinder (21 , 22) der jeweiligen
Pumpeinheiten (1 , 2) umgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladedruckeinrichtung (3) durch Verbinden mit einem Vorratsbehälter (9) wirkungslos geschaltet wird, wobei die Ladedruckeinrichtung (3) bevorzugt durch das Öffnen eines Absperrschiebers (8) mit dem Vorratsbehälter (9) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladedruckeinrichtung (3) dadurch wirkungslos geschaltet wird, dass der Kolben (14) des Förderzylinders der Ladedruckeinrichtung (3) an dessen Ausgangsende (18) bewegt wird und dieses verschließend im zweiten Betriebszustand dort verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebszustand der Dickstoffinhalt der Förderleitung (5), der Pumpeinheiten (1 , 2) und der Saugleitung (4) in einen Vorratsbehälter (9) verpumpt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an das Eingangsende (15) der Saugleitung (4) eine Leitungsverlängerung (16) angeschlossen wird, bevorzugt innerhalb eines Vorratsbehälters (9), und im zweiten Betriebszustand der Inhalt der Förderleitung (5) über die Leitungsverlängerung (16) verpumpt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Notbetrieb eine erste Pumpeinheit (1 ) im Pumpbetrieb mit der Förderleitung (5) und eine zweite Pumpeinheit (2) im Saugbetrieb mit der Saugleitung (4) verbunden wird, ohne die Wirkung der Ladedruckeinrichtung (3) zuzuschalten.
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